ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат», Магнитогорск, Россия:
А. Н. Ушаков, заместитель генерального директора по производству

ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова», кафедра металлургии и химических технологий Института металлургии, машиностроения и материалообработки, Магнитогорск, Россия:
В. А. Бигеев, докт. техн. наук, профессор
А. М. Столяров, докт. техн. наук, профессор
М. В. Потапова, канд. техн. наук, доцент, эл. почта: marina_potapova8@mail.ru

Для экспорта российского газа в Европу разработан проект строительства газопровода «Северный поток – 2», часть которого должна пройти по дну Балтийского моря. Специфика эксплуатации подводных газопроводных систем характеризуется сочетанием высокого внутреннего рабочего давления газа из-за отсутствия промежуточных компрессорных станций и сильного наружного гидростатического давления столба морской воды, а также агрессивностью морской среды, вызывающей повышенную коррозию металла. Для реализации этого проекта необходимы электросварные прямошовные трубы большого диметра со стенками толщиной до 41 мм. Трубы изготавливают из ультранизкосернистой стали марки DNV SAWL 485 FD. Заказ на производство такой стали выполнен ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Толстый горячекатаный лист выпущен на стане «5000» из слябов, произведенных в кислородно-конвертерном цехе (ККЦ). Технологическая цепочка производства стали марки DNV SAWL 485 FD в ККЦ следующая: установка десульфурации чугуна (УДЧ) — кислородный конвертер — агрегат ковш-печь (АКП) — установка вакуумирования стали (УВС) типа RH — слябовая УНРС криволинейного типа с вертикальным участком. Рассмотрены особенности технологии производства стали марки DNV SAWL 485 FD на каждом агрегате. Особое внимание уделено десульфурации металла, проводимой в три этапа. На первом этапе осуществляют ковшовую обработку чугуна на УДЧ путем вдувания через верхнюю фурму в потоке азота флюидизированной извести и магния. Степень десульфурации чугуна составляет 83–85 %, а содержание серы в нем не превышает 0,005 %. На втором этапе десульфурации в процессе выпуска металла из 370-т конвертера в ковш вводят твердую шлакообразующую смесь (ТШС) из извести и плавикового шпата. Степень десульфурации на этой стадии производства нестабильна и в среднем составляет около 20 %. Третий, заключительный этап десульфурации проводят на АКП, он состоит из двух стадий: обработки металла под «белым» шлаком для снижения содержания серы в стали до 0,003–0,005 % и глубокой десульфурации путем вдувания в потоке аргона флюидизированной извести. Разработанная технология десульфурации металла позволяет получать ультранизкосернистую трубную сталь с содержанием серы менее 0,0015 %. Общая степень ковшовой десульфурации стали равна 83 %.

1. Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. — М. : Металлургия, 1983. — 360 с.
2. Турсунов Н. К., Санокулов Э. А., Семин А. Е. Исследование процесса десульфурации конструкционной стали с использованием твердых шлаковых смесей и РЗМ // Черные металлы. 2016. № 4. С. 32–37.
3. Турсунов Н. К., Семин А. Е., Санокулов Э. А. Исследование процессов дефосфорации и десульфурации при выплавке стали 20ГЛ в индукционной тигельной печи с использованием редкоземельных металлов // Черные металлы. 2017. № 1. С. 33–40.
4. Турсунов Н. К., Семин А. Е., Котельников Г. И. Кинетические особенности процесса десульфурации при выплавке стали в индукционной тигельной печи // Черные металлы. 2017. № 5. С. 23–29.
5. Бигеев А. М., Бигеев В. А. Металлургия стали. Теория и технология плавки стали. — Магнитогорск : МГТУ, 2000. — 544 с.
6. Григорович К. В. Современные низкоуглеродистые микролегированные стали: пути развития технологий и параметры металлургического качества // Сб. тр. XIII Международ. конгресса сталеплавильщиков (12–18 октября 2014 г., Полевской). — Екатеринбург : Эзапринт, 2014. — С. 28–33.
7. Эфрон Л. И. Металловедение в «большой» металлургии. Трубные стали. — М. : Металлургиздат, 2012. — 696 с.
8. Сталь на рубеже столетий : учеб. пособие / под науч. ред. Ю. С. Карабасова. — М. : МИСиС, 2001. — 664 с.
9. Колесников Ю. А., Буданов Б. А., Столяров А. М. Металлургические технологии в высокопроизводительном конвертерном цехе / под ред. В. А. Бигеева. — Магнитогорск : Изд-во Магнитогорского гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова, 2015. — 379 с.
10. Ушаков С. Н., Сарычев Б. А., Добрынин С. М. и др. Освоение технологии десульфурации чугуна в ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат» // Сб. тр. XV Междунар. конгресса сталеплавильщиков и производителей металла: Межрегиональная общественная организация «Ассоциация сталеплавильщиков» (15–19 октября, Москва – Тула). — М., С. 326–331.
11. Ушаков С. Н., Бигеев В. А., Столяров А. М., Мошкунов В. В. Ковшевая обработка стали с вдуванием флюидизированной извести // Теория и технология металлургического производства. 2016. № 2(19). С. 26–29.
12. Столяров А. М., Мошкунов В. В., Казаков А. С. Мягкое обжатие слябов при разливке трубной стали на криволинейной УНРС с вертикальным участком. — Магнитогорск : Изд-во Магнитогорского гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова, 2012. — 116 с.
13. Мошкунов В. В., Столяров А. М., Казаков А. С. и др. Математическое моделирование процесса мягкого обжатия слябов при непрерывной разливке трубной стали // Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2013. № 2(42). С. 69–72.
14. Jianwei Yang, Yanping Du, Rong Shi, Xiaochao Cui. Fluid flow and solidification simulation in beam blank continuous casting process with 3D coupled model // Journal of Iron and Steel Research International. 2006. Vol. 13, Iss. 4. P. 17–21.
15. Thomas B. G., Yuan Q., Liu R. et al. Transport and entrapment of particles in steel continuous casting // Metallurgical and Materials Transactions B. 2014. Vol. 45, Iss. 1. Р. 22–25.
16. Zhongqiu Liu, Baokuan Li, Li Zhang, Guodong Xu. Analysis of transient transport and entrapment of particle in continuous casting mold // ISIJ International. 2014. Vol. 54(10). P. 2324–2333.
17. Shaowu Lei, Jiongming Zhang, Xinkai Zhao, Kai He. Numerical simulation of molten steel flow and inclusions motion behavior in the solidification processes for continuous casting slab // ISIJ International. 2014. Vol. 54(1). P. 94–102.
18. Xiaopeng Song, Susen Cheng, Zijian Cheng. Numerical computation for metallurgical behavior of primary inclusion in compact strip production mold // ISIJ International. 2012. Vol. 52(10). P. 1824–1831.
19. Yuji Miki, Hiroyuki Ohno, Yasuo Kishimoto, Sinya Tanaka. Numerical simulation on inclusion and bubble entrapment in solidified shell in model experiment and in mold of continuous caster with DC magnetic field // Tetsu-to-Hagane. 2011. Vol. 97(8). P. 423–432.
20. Hong Lei, DianQiao Geng, JiCheng He. A continuum model of solidification and inclusion collision-growth in the slab continuous casting caster // ISIJ International. 2009. Vol. 49(10). P. 1575–1582.
21. Pfeiler C., Thomas B. G., Wu M. et al. Solidification and particle entrapment during continuous casting of steel // Steel Research International. 2006. Vol. 77(7). P. 1–10.
22. De Santis M., Ferretti A. Thermo-fluid-dynamics modelling of the solidification process and behaviour of non-metallic inclusions in the continuous casting slabs // ISIJ International. 1996. Vol. 36(6). P. 673–680.
23. Grimm B., Andrzejewski P., Müller K., Tacke K.-H. Inclusions in continuously cast steel slabs-numerical model and validation // Steel Research. 1999. Vol. 70(10). P. 420–429.
24. Nakata H., Inoue T., Mori H., Ayata K. et al. Improvement of billet surface quality by ultra-high-frequency electromagnetic casting // ISIJ International. 2002. Vol. 42(3). P. 264–272.
25. Zhang L., Wang Y. Modeling the entrapment of nonmetallic inclusions in steel continuous-casting billets // JOM. 2012. Vol. 64(9). P. 1063–1074.
26. Wang Q., Zhang L., Sridha S. Determination for the Entrapment Criterion of Non-metallic Inclusions by the Solidification Front During Steel Centrifugal Continuous Casting // Metallurgical and Materials Transactions B. 2016. Vol. 47, Iss. 3. Р. 1933–1949. DOI: 10.1007/s11663-016-0661-6
27. Wang Q., Zhang L., Sridhar S. et al. Erratum to: Detection of Nonmetallic Inclusions in Centrifugal Continuos Casting Steel Billets // Metallyrgical and Materials Transactions. B. 2016. Vol. 47, Iss. 3. P. 1594–1612. DOI: 10.1007/s11663-016-0625-x
28. Choudhary S. K., Mazumdar D. Mathematical modelling of transport phenomena in continuous casting of steel // ISIJ International. 1994. Vol. 34(7). P. 584–592.
29. Szekely J., Yadoya R. T. The physical and mathematical modelling of the flow field in the mold region in continuous casting systems: Part II // The mathematical representation of the turbulent flow field. Metallurgical Transactions. 1973. Vol. 4(5). P. 1379–1388.
30. Bigeev V. A., Valiakhetov A. H., Yener B., Fedyanin A. N. Experience of steel manufacturing in a high-power EAF with a high consumption of a solid iron // Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University. 2014. No. 1(45). P. 15–18. DOI: 10.18503/1995-2732-2014-1-15-18
31. Chukin M. V., Poletskov P. P., Nikitenko O. A., Nabatchikov D. G. Study of microstructure of rolled heavy plates made of low-alloyed pipe steel with increased strength and cold resistance // CIS Iron and Steel Review. 2017. Vol. 13. P. 29–33.